DE60220728T2 - Device for temperature measurement - Google Patents

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Description

Bilderzeugungsvorrichtungen, die Bilder auf Medien erzeugen, indem sie Farbmittel auf Medien ausstoßen, verwenden einen oder mehrere Druckköpfe. Die Druckköpfe umfassen Arrays von Düsen, die mit Kammern gekoppelte Öffnungen aufweisen. Neben den Kammern befinden sich widerstandsbehaftete Elemente zum Erwärmen der Tinte, um zu bewirken, dass die Tinte in den Kammern aus den Düsen ausgestoßen wird. Die Qualität des aus der ausgestoßenen Tinte erzeugten Bildes wird durch die Einheitlichkeit der Quantität der aus den Düsen ausgestoßenen Tinte beeinflusst. Die Einheitlichkeit der Quantität der aus den Düsen ausgestoßenen Tinte wird durch die Temperatur der Kammern beeinflusst. Eine auf die Temperatur bezogene Anpassung der an die Widerstände gelieferten Leistung kann eine temperaturbedingte Schwankung der Quantität an aus den Düsen ausgestoßener Tinte und Änderungen der Betriebstemperatur des Druckkopfs zumindest teilweise kompensieren. Ungenauigkeiten bezüglich der Messung der Temperatur des Druckkopfes können die Wirksamkeit der Kompensation von temperaturbedingten Änderungen der Quantität von aus den Düsen ausgestoßener Tinte verringern.Imaging devices to create images on media by ejecting colorants onto media one or more printheads. The printheads include arrays of nozzles that chambers coupled with openings exhibit. In addition to the chambers are resistive Elements for heating the ink to cause the ink in the chambers from the Nozzle is ejected. The quality of the outcast Ink generated image is characterized by the uniformity of the quantity of the nozzles expelled Ink influences. The uniformity of the quantity of the nozzles expelled Ink is affected by the temperature of the chambers. One up the temperature related adjustment of the supplied to the resistors Performance may vary from quantity to temperature Nozzles of ejected ink and changes at least partially compensate for the operating temperature of the printhead. Inaccuracies regarding Measuring the temperature of the printhead can increase the effectiveness of the compensation of temperature-related changes the quantity from out of the nozzles outcast Reduce ink.

Die EP 0 752 313 A2 offenbart einen Tintenstrahldruckkopf, der eine Mehrzahl von Ausstoßwiderständen und zumindest einen zusätzlichen Widerstand umfasst, die auf demselben Halbleitersubstrat integriert sind. Der zusätzliche Widerstand wird durch ein Material mit einem positiven Widerstandsvariationskoeffizienten mit einer Temperatur zwischen 0,3 und 1,0%/°C gebildet und wird sowohl zum Erwärmen eines Halbleitersubstrats als auch zum Messen seiner Temperatur (TS) verwendet.The EP 0 752 313 A2 discloses an ink jet printhead comprising a plurality of ejection resistors and at least one additional resistor integrated on the same semiconductor substrate. The additional resistance is formed by a material having a positive resistance variation coefficient with a temperature between 0.3 and 1.0% / ° C, and is used for both heating a semiconductor substrate and measuring its temperature (T S ).

Die US 5,208,611 offenbart eine Heizvorrichtung für einen Tintenstrahldrucker, die als Heizwiderstand in Form einer Heizleitungsmäanderstruktur direkt von einem elektrisch leitfähigen Dünnfilm ausgestattet ist. Der Heizwiderstand ist ein Bestandteil einer Widerstandsmessbrücke und wird auf der Basis einer Verarbeitung und Auswertung seiner elektrischen Widerstandswerte zu unterschiedlichen Zeitpunkten gleichzeitig als Wärmequelle und als Temperatursensor eingesetzt.The US 5,208,611 discloses a heating device for an ink jet printer equipped as a heating resistor in the form of a heating line meandering structure directly by an electrically conductive thin film. The heating resistor is a component of a resistance measuring bridge and is simultaneously used as a heat source and as a temperature sensor on the basis of a processing and evaluation of its electrical resistance values at different times.

Die US 5,745,130 offenbart einen temperaturgesteuerten Oszillator, der auf einem Druckkopf gebildet ist. Der Oszillator umfasst einen Widerstand, deren Widerstandswert proportional zu Temperaturschwankungen des Druckkopfs variiert.The US 5,745,130 discloses a temperature controlled oscillator formed on a printhead. The oscillator includes a resistor whose resistance varies in proportion to temperature variations of the printhead.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Eine Vorrichtung umfasst ein Substrat und ein widerstandsbehaftetes Element, das auf einer ersten Region des Substrats angeordnet und aus einem ersten Material, das einen ersten Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands aufweist, gebildet ist. Außerdem umfasst die Vorrichtung ein Paar von Bahnen, die mit dem widerstandsbehafteten Element gekoppelt sind und von denen jede aus einer ersten Mehrzahl von Abschnitten eines zweiten Materials, das einen zweiten Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands aufweist, und einer zweiten Mehrzahl von Abschnitten eines dritten Materials, das einen dritten Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands aufweist, gebildet ist.A Device comprises a substrate and a resistive element, arranged on a first region of the substrate and made of a first material that has a first temperature coefficient of the specific Resistor is formed. In addition, the device includes a pair of webs coupled to the resistive element and each of which consists of a first plurality of sections a second material having a second temperature coefficient of the resistivity, and a second plurality of sections of a third material that has a third temperature coefficient of the resistivity is formed.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Ein umfassenderes Verständnis von Ausführungsbeispielen des Temperaturmesssystems ergibt sich aus der Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen genommen wird, bei denen:One more comprehensive understanding of exemplary embodiments of the temperature measuring system results from consideration of the following detailed Description taken in conjunction with the accompanying drawings is taken, where:

In 1 ein Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahldruckers gezeigt ist, der einen Druckkopf umfasst, der ein Ausführungsbeispiel des Temperaturmesssystems verwendet.In 1 an embodiment of an ink jet printer is shown that includes a printhead that uses an embodiment of the temperature measurement system.

In 2 ein Blockdiagramm, auf hoher Ebene, eines Ausführungsbeispiels einer Tintenstrahlbilderzeugungsvorrichtung gezeigt ist, die ein Ausführungsbeispiel des Temperaturmesssystems verwendet.In 2 a high-level block diagram of one embodiment of an ink-jet imaging device using an embodiment of the temperature measurement system is shown.

In 3 ein schematisches Diagramm, auf hoher Ebene, eines Ausführungsbeispiels des Temperaturmesssystems gezeigt ist.In 3 a high-level schematic diagram of one embodiment of the temperature measuring system is shown.

In 4 ein schematisches Diagramm eines Teils des Temperaturmesssystems gezeigt ist.In 4 a schematic diagram of a part of the temperature measuring system is shown.

In 5A und 5B alternative Ausführungsbeispiele von Bahnen ge zeigt sind, die bei Ausführungsbeispielen des Temperaturmesssystems verwendet werden könnten.In 5A and 5B alternate embodiments of webs ge shows that could be used in embodiments of the temperature measuring system.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Obwohl Ausführungsbeispiele des Temperaturmesssystems im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahldruckers offenbart werden, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass Ausführungsbeispiele des Druckkopfs auf andere Arten von Bilderzeugungsvorrichtungen sinnvoll angewendet werden könnten. Ausführungsbeispiele des Temperaturmesssystems sind bei einer Vielzahl von Bilderzeugungsvorrichtungen, die Thermotintenstrahltechnologie nutzen, anwendbar. Beispielsweise könnten Ausführungsbeispiele des Temperaturmesssystems dazu verwendet werden, die Leistungsfähigkeit von großformatigen Tintenstrahlplottern, Faxgeräten, die Thermotintenstrahltechnologie verwenden, Kopierern, die Thermotintenstrahltechnologie verwenden, Tintenstrahlbilderzeugungsvorrichtungen, die Portolöschungen durchführen, oder Tintenstrahlbilderzeugungsvorrichtungen, die Markierungen auf Paketen vornehmen, zu verbessern. Allgemein können Ausführungsbeispiele des Temperaturmesssystems bei Bilderzeugungsvorrichtungen sinnvoll angewendet werden, die einen oder mehrere Druckköpfe verwenden, um ein Farbmittel, z. B. Tinte, auf Oberflächen auszustoßen. Obwohl ein Ausführungsbeispiel des Temperaturmesssystems im Zusammenhang mit einem Tintenstrahldrucker, der einen bewegbaren Druckkopf verwendet, erörtert werden wird, können Ausführungsbeispiele des Temperaturmesssystems bei Tintenstrahldruckern, die ortsfeste Druckköpfe aufweisen, sinnvoll eingesetzt werden. Obwohl ein Ausführungsbeispiel des Temperaturmesssystems im Zusammenhang mit einem Farbtintenstrahldrucker erörtert werden wird, wird man anhand der Informationen in der vorliegenden Offenbarung erkennen, dass Ausführungsbeispiele des Temperaturmesssystems bei einer Monochrom-Tintenstrahlbilderzeugungsvorrichtung sinnvoll angewendet werden können.Although embodiments of the temperature measurement system are disclosed in the context of one embodiment of an ink jet printer, it should be understood that embodiments of the printhead could be usefully applied to other types of imaging devices. Embodiments of the temperature measurement system are applicable to a variety of imaging devices utilizing thermal inkjet technology. For example, embodiments of the temperature measurement system could be used to improve the performance of large format ink jet plotters, fax machines that use thermal inkjet technology, Copiers that use thermal inkjet technology, ink jet imaging devices that perform port erasures, or ink jet imaging devices that make markings on packages. In general, embodiments of the temperature measurement system can be usefully applied to imaging devices that use one or more printheads to produce a colorant, e.g. As ink, eject on surfaces. Although one embodiment of the temperature measurement system will be discussed in the context of an ink jet printer employing a movable printhead, embodiments of the temperature measurement system may be usefully employed in ink jet printers having fixed printheads. Although an embodiment of the temperature measurement system will be discussed in the context of a color ink jet printer, it will be appreciated from the information in the present disclosure that embodiments of the temperature measurement system can be usefully applied to a monochrome ink jet imaging device.

Tintenstrahlbilderzeugungsvorrichtungen wie z. B. Drucker, großformatige Plotter/Drucker, Faxgeräte und Kopierer stoßen mittlerweile auf große Akzeptanz. Diese Bilderzeugungsvorrichtungen sind von W. J. Lloyd und H. T. Taub in „Ink Jet Devices", Kapitel 13 von Output Hardcopy Devices (Ed. R. C. Durbeck und S. Sherr, San Diego: Academic Press, 1988) und in den U.S.-Patentschriften Nrn. 4,490,728 und 4,313,684 beschrieben. Die Grundlagen dieser Technologie sind ferner in verschiedenen Artikeln in mehreren Ausgaben des Hewlett-Packard Journals offenbart [Bd. 36, Nr. 5 (Mai 1985), Bd. 39, Nr. 4 (August 1988), Bd. 39, Nr. 5 (Oktober 1988), Bd. 43, Nr. 4 (August 1992), Bd. 43, Nr. 6 (Dezember 1992 und Bd. 45, Nr. 1 (Februar 1994)]. Tintenstrahlbilderzeugungsvorrichtungen können auf Medien qualitativ hochwertige Bilder erzeugen, sind allgemein kompakt und tragbar und erzeugen rasch und leise Bilder auf Medien, da lediglich Tinte das Medium berührt.Ink jet imaging devices such. As printers, large format plotter / printer, fax machines and copiers are now widely accepted. These imaging devices are described by WJ Lloyd and HT Taub in " Ink Jet Devices ", Chapter 13 of Output Hardcopy Devices (Ed. RC Durbeck and S. Sherr, San Diego: Academic Press, 1988), and in U.S. Patent Nos. 4,150,199; U.S. Patent Nos. 4,490,728 and 4,313,684 described. The basics of this technology are also disclosed in several articles in several editions of the Hewlett-Packard Journal [Vol. 39, No. 5 (May 1985), Vol. 39, No. 4 (August 1988), Vol. 39, No. 5 (October 1988), Vol. 43, No. 4 (August 1992), Vol. 43, No. 6 (December 1992 and Vol. 45, No. 1 (February 1994)]. Inkjet image forming apparatuses can produce high quality images on media, are generally compact and portable, and produce images on media quickly and quietly since only ink touches the medium.

Eine Tintenstrahlbilderzeugungsvorrichtung wie z. B. ein Tintenstrahldrucker erzeugt ein Bild, indem sie bzw. er ein Muster aus einzelnen Tintentropfen an bestimmten Stellen eines für das Medium definierten Arrays auf das Medium aufbringt. Die Stellen stellt man sich zweckmäßigerweise als kleine Punkte in einem geradlinigen Array vor. Diese Stellen werden üblicherweise als Pixel bezeichnet. Der Bilderzeugungsvorgang kann als das Ausfüllen eines Pixelmusters mit Tintentropfen angesehen werden.A Ink jet imaging device such. B. an inkjet printer creates an image by making a pattern of individual ink drops in certain places one for the medium defines defined arrays on the medium. The posts represents you expediently as small dots in a rectilinear array. These places become common referred to as pixels. The image forming process may be considered filling a Pixel pattern can be viewed with ink drops.

Tintenstrahlbilderzeugungsvorrichtungen füllen die Pixel aus, indem sie sehr kleine Tintentropfen auf das Medium ausstoßen, und sie umfassen üblicherweise einen bewegbaren Wagen, der einen oder mehrere Druckköpfe trägt, von denen jeder Tintenausstoßdüsen aufweist. Der Wagen überquert die Oberfläche des Mediums, und die Düsen werden dahin gehend gesteuert, gemäß einem Befehl eines Mikrocomputers oder einer anderen Steuerung zu entsprechenden Zeiten Tintentropfen auszustoßen, wobei die Zeitgebung der Aufbringung der Tintentropfen den Pixelmustern des Bildes, das gerade erzeugt wird, entsprechen soll.Inkjet imaging devices to fill Turn the pixels off by placing very small drops of ink on the medium eject and they usually include a movable carriage carrying one or more print heads of each of which has ink ejection nozzles. The car crosses the surface of the medium, and the nozzles are controlled thereat according to a command of a microcomputer or another controller at appropriate times, ink drops eject, wherein the timing of application of the ink drops is the pixel patterns of the picture being created.

Der typische Tintenstrahldruckkopf (d. h. ein Siliziumsubstrat, das eine Mehrzahl von Dünnfilmschichten, auf dem Substrat gebildete Strukturen und Verbindungen mit dem Substrat aufweist) verwendet flüssige Tinte (d. h. aufgelöste Farbmittel oder Pigmente, die in einem Lösungsmittel dispergiert sind). Er weist ein Array von präzise gebildeten Öffnungen oder Düsen auf, die an einem Druckkopfsubstrat angebracht sind, das ein Array von Tintenausstoßkammern beinhaltet, die flüssige Tinte aus dem Tintenreservoir empfangen. Jede Kammer ist gegenüber der Düse angeordnet, so dass sich Tinte zwischen derselben und der Düse ansammeln kann. Der Ausstoß von Tintentröpfchen erfolgt üblicherweise unter der Steuerung eines Mikroprozessors, dessen Signale durch elektrische Bahnen an das Tintenausstoßelement geleitet werden. Das Tintenausstoßelement umfasst einen Abfeuerungswiderstand. Wenn elektrische Druckpulse an den Abfeuerungswiderstand geliefert werden, verdampft ein kleiner Teil der Tinte neben demselben und stößt einen Tintentropfen aus dem Druckkopf aus. Ordnungsgemäß angeordnete Düsen bilden ein Matrixmuster. Ein ordnungsgemäßes Sequenzieren des Betriebs jeder Düse bewirkt, dass Schriftzeichen oder Bilder auf das Medium gedruckt werden, während sich der Druckkopf an dem Medium vorbei bewegt. Die Quantität eines ausgestoßenen Tintentropfens könnte auf der Basis des Volumens des ausgestoßenen Tintentropfens, auf der Basis der Masse des ausgestoßenen Tintentropfens oder auf der Basis des Gewichts eines Tintentropfens gemessen werden. Üblicherweise erfolgt eine Messung einer Quantität eines ausgestoßenen Tintentropfens in Bezug auf die Masse. Deshalb erörtert die vorliegende Spezifikation die Funktionsweise von Ausführungsbeispielen des Temperaturmesssystems in Bezug auf die Masse von ausgestoßenen Tintentropfen.Of the typical inkjet printhead (i.e., a silicon substrate, the a plurality of thin film layers, formed on the substrate structures and connections to the substrate has liquid) Ink (i.e., dissolved Colorants or pigments dispersed in a solvent). He has an array of precise formed openings or Nozzles open, attached to a printhead substrate which is an array of Ink ejection chambers includes, the liquid Receive ink from the ink reservoir. Each chamber is located opposite the nozzle, so that ink can accumulate between it and the nozzle. The ejection of ink droplets is usually done under the control of a microprocessor whose signals pass through electrical traces are routed to the ink ejection element. The Ink ejection element comprises a firing resistor. When electrical pressure pulses to the Firing resistor are delivered, a small part evaporates the ink next to it and bump one Drops of ink from the printhead. Formally arranged nozzles form a matrix pattern. A proper sequencing of the operation every nozzle causes characters or images to be printed on the media be while the printhead moves past the medium. The quantity of one expelled Ink drops could based on the volume of the ejected ink drop on the Base of the mass of the expelled Ink drop or on the basis of the weight of an ink drop be measured. Usually a measurement is made of a quantity of an ejected ink drop in terms of mass. Therefore, the present specification discusses the operation of embodiments of the temperature measuring system with respect to the mass of ejected ink drops.

Die die Düsen enthaltende Tintenkassette wird wiederholt über die Breite des Mediums, auf dem das Bild erzeugt werden wird, bewegt. Bei jeder einer genannten Anzahl von Inkrementen dieser Bewegung über das Medium wird jede der Düsen veranlasst, entweder Tinte auszustoßen oder keine Tinte auszustoßen, je nach der durch den steuernden Mikroprozessor erzeugten Ausgabe. Jede abgeschlossene Bewegung über das Medium kann Tinte auf Pixel aufbringen, wodurch ein Band gebildet wird, das ungefähr so breit ist wie die Anzahl von Düsen, die in einer Spalte der Tintenkassette angeordnet sind, mal dem Abstand zwischen Düsenmitten, wobei das Band so lang ist wie die Abmessung des Mediums, die parallel zu der Richtung einer relevanten Bewegung zwischen dem Medium und dem Druckkopf verläuft. Nach jedem derartigen vollendeten Band wird das Medium um die Breite des Bandes vor bewegt, und die Tintenkassette beginnt das nächste Band. Durch eine ordnungsgemäße Auswahl und Zeitge bung der Signale wird das gewünschte Bild auf dem Medium erzeugt.The ink cartridge containing the nozzles is repeatedly moved across the width of the medium on which the image will be formed. At each of a stated number of increments of this movement across the medium, each of the nozzles is caused to either eject ink or not eject ink, depending on the output produced by the controlling microprocessor. Each completed movement across the medium can apply ink to pixels, forming a ribbon which is about as wide as the number of nozzles arranged in a column of the ink cartridge times the distance between nozzle centers, the tape being as long as the dimension of the medium parallel to the direction of relevant movement between the medium and the medium Printhead runs. After each such completed tape, the media is advanced by the width of the tape, and the ink cartridge begins the next tape. Proper selection and timing of the signals produces the desired image on the medium.

Bei einem Tintenstrahldruckkopf wird Tinte von einem Tintenreservoir, das in den Druckkopf integriert ist, oder von einem „außeraxialen" Tintenreservoir, das über Leitungen, die den Druckkopf und das Reservoir verbinden, dem Druckkopf Tinte zuführt, zugeführt. Anschließend wird Tinte entweder durch ein in der Mitte der Unterseite des Substrats gebildetes längliches Loch, „mittige Zufuhr" oder um die Außenkanten des Substrats herum, „Kantenzufuhr", den verschiedenen Tintenausstoßkammern zugeführt. Bei der mittigen Zufuhr fließt die Tinte dann durch einen mittigen Schlitz in dem Substrat in einen mittigen Verteilerbereich, der in einer Barriereschicht zwischen dem Substrat und einem Düsenbauglied gebildet ist, dann in eine Mehrzahl von Tintenkanälen und schließlich in die verschiedenen Tintenausstoßkammern. Bei der Kantenzufuhr fließt Tinte von dem Tintenreservoir um die Außenkanten des Substrats herum in die Tintenkanäle und schließlich in die Tintenausstoßkammern. Sowohl bei der mittigen Zufuhr als auch bei der Kantenzufuhr liefert der Strömungsweg von dem Tintenreservoir und dem Verteiler auf inhärente Weise Einschränkungen des Tintenflusses zu den Tintenausstoßkammern.at an inkjet printhead becomes ink from an ink reservoir, integrated into the printhead, or from an "off-axis" ink reservoir, the above Lines connecting the printhead and the reservoir, the printhead Ink feeds supplied. Subsequently, will Ink either through a in the middle of the bottom of the substrate formed oblong Hole, "central Feeder "or um the outer edges of the substrate, "edge feed", the various Ink ejection chambers fed. In the middle supply flows the ink then into a central slot through a central slot in the substrate Distributor area, in a barrier layer between the substrate and a nozzle member formed is, then into a plurality of ink channels and finally into the different ink ejection chambers. When the edge feed flows Ink from the ink reservoir around the outside edges of the substrate in the ink channels and finally into the ink ejection chambers. Both in the central feed and in the edge feed supplies the flowpath from the ink reservoir and manifold in an inherent manner restrictions the flow of ink to the ink ejection chambers.

Farbtintenstrahl-Bilderzeugungsvorrichtungen verwenden in der Regel eine Mehrzahl von Druckkassetten, üblicherweise zwei bis vier, die in dem Druckerwagen angebracht sind, um ein vollständiges Spektrum an Farben zu erzeugen. Bei einem Drucker mit vier Kassetten enthält jede Druckkassette eine Tinte einer anderen Farbe, wobei die üblicherweise verwendeten Grundfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz sind. Bei einem Drucker mit zwei Kassetten kann eine Kassette schwarze Tinte enthalten, wobei die andere Kassette eine Dreizellenkassette ist, die die Tinten der Grundfarben Cyan, Magenta und Gelb enthält, oder es können alternativ dazu zwei Zweizellenkassetten verwendet werden, um die vier farbigen Tinten zu enthalten. Ferner können zwei Dreizel lenkassetten verwendet werden, um sechs Grundfarbentinten zu enthalten, z.B. Schwarz, Cyan, Magenta, Gelb, helles Cyan und helles Magenta. Außerdem können je nach der Anzahl von unterschiedlichen Grundfarbentinten, die verwendet werden sollen, auch andere Kombinationen eingesetzt werden.Color inkjet imaging devices typically use a plurality of print cartridges, usually two to four, which are mounted in the printer carriage to a complete spectrum to create colors. For a four-cassette printer, each one contains Print cartridge an ink of a different color, the usual used basic colors are cyan, magenta, yellow and black. at A cartridge with two cartridges may have one cartridge of black ink with the other cassette being a three-cell cassette, which contains the inks of the primary colors cyan, magenta and yellow, or it can alternatively two two-cell cassettes can be used to make the to contain four colored inks. Furthermore, two three-cable cassettes used to contain six primary color inks, e.g. Black, cyan, magenta, yellow, light cyan and light magenta. Besides, you can ever according to the number of different base color inks that used should be used, other combinations.

Die Grundfarben werden durch Aufbringen eines Tropfens der erforderlichen Farbe auf eine Pixelstelle auf dem Medium erzeugt, während Sekundärfarben oder schattierte Farben durch Aufbringen mehrerer Tropfen verschiedener Grundfarbentinten auf dieselbe oder eine benachbarte Pixelstelle gebildet werden, wobei das Überdrucken zweier oder mehrerer Grundfarben die Sekundärfarben gemäß anerkannten optischen Prinzipien erzeugt.The Basic colors are required by applying a drop Color produced on a pixel spot on the medium while secondary colors or shaded colors by applying several drops of different colors Primary color inks on the same or an adjacent pixel location are formed, the overprinting two or more primary colors the secondary colors according to accepted optical principles generated.

Beim einem Farbdruckvorgang werden die diversen farbigen Tintentropfen, die durch jede der Druckkassetten ausgestoßen werden, selektiv überlappt, um scharf konturierte Bilder zu erzeugen, die aus praktisch jeder beliebigen Farbe des sichtbaren Spektrums bestehen. Um ein einzelnes Pixel auf einem Medium zu erzeugen, der eine Farbe aufweist, welche eine Mischung von zwei oder mehr der Farben erfordert, die durch verschiedene Druckkassetten geliefert werden, müssen die Düsenplatten an jeder der Kassetten genau ausgerichtet sein, so daß ein von einer ausgewählten Düse in einer Kassette ausgestoßener Tropfen einen Tropfen, der von einer entsprechenden Düse in einer anderen Kassette ausgestoßen wird, überlappt.At the a color printing process, the various colored ink drops, which are ejected by each of the print cartridges, selectively overlapping, to create sharply contoured images that come from virtually everyone any color of the visible spectrum. To a single To produce pixels on a medium having a color which a mixture of two or more of the colors required by Different print cartridges are supplied, the nozzle plates on each of the cassettes be precisely aligned so that a from a selected one Nozzle in ejected from a cassette Drop one drop from a corresponding nozzle in one ejected other cassette is overlapped.

Die von einer Tintenstrahlvorrichtung erzeugte Druckqualität ist abhängig von der Zuverlässigkeit und Tropfenquantität-Wiederholbarkeit ihrer Tintenausstoßkammern. Ein Mehrfachdurchlauf-Druckmodus kann die Wirkung der defekten Tintenausstoßelemente auf die Druckqualität teilweise lindern. Das Konzept der Druckmodi ist eine nützliche und hinreichend bekannte Technik, bei jedem Durchlauf des Druckkopfes lediglich einen Bruchteil der in jedem Abschnitt des Bildes erforderlichen gesamten Tinte aufzubrin gen, so daß jegliche Bereiche, die bei jedem Durchlauf weiß belassen werden, durch einen oder mehrere spätere Durchläufe ausgefüllt werden. Durch ein Verringern der Flüssigkeitsmenge, die sich zu jeglichem beliebigen Zeitpunkt auf der Seite befindet, tendiert dies dazu, ein Zerfließen, Blockieren und Welligwerden zu begrenzen.The Print quality generated by an ink jet device depends on the reliability and drop quantity repeatability their ink ejection chambers. A multi-pass print mode may reduce the effect of the defective ink ejection elements on the print quality partially relieve. The concept of print modes is a useful and well-known technique, with each pass of the printhead only a fraction of that required in each section of the image accumulate all the ink, so that any areas, at each Pass white leave be completed by one or more later runs. By reducing the amount of liquid which is on the page at any time, this tends to flow, To limit blocking and waviness.

Das bei jedem Durchlauf eingesetzte spezifische Teilweise-Tinteneinfärbung-Muster sowie die Art und Weise, auf die diese verschiedenen Muster zusammen ein einziges, vollständig mit Tinte eingefärbtes Bild ergeben, ist als „Druckmodus" bekannt. Druckmodi erlauben einen Kompromiß zwischen Geschwindigkeit und Bildqualität. Beispielsweise liefert der Entwurfsmodus eines Druckers dem Benutzer so schnell wie möglich einen lesbaren Text. Präsentation, auch als bester Modus bekannt, ist langsam, aber erzeugt die höchste Bildqualität. Ein normaler Modus ist ein Kompromiß zwischen Entwurfs- und Präsentationsmodi. Druckmodi ermöglichen dem Benutzer, zwischen diesen Kompromissen zu wählen. Ferner ermöglichen sie dem Drucker, während des Druckens mehrere Faktoren, die die Bildqualität beeinflussen, zu steuern, einschließlich: 1) der Menge an Tinte, die pro Pixelstelle auf dem Medium plaziert wird, 2) der Geschwindigkeit, mit der die Tinte plaziert wird und 3) der Anzahl an Durchläufen, die erforderlich sind, um das Bild zu vervollständigen. Eine Bereitstellung verschiedener Druckmodi, um ein Plazieren von Tintentropfen in mehreren Bändern zu ermöglichen, kann ein Vertuschen von Düsendefekten unterstützen. Verschiedene Druckmodi werden auch abhängig von dem Medientyp eingesetzt.The specific partial inking pattern used in each pass, as well as the manner in which these various patterns together form a single, fully inked image, is known as a "print mode." Print modes allow a compromise between speed and image quality Presentation mode, also known as best mode, is slow but produces the highest image quality.A normal mode is a compromise between design and presentation modes.Print modes allow the user to switch between These compromises allow the printer to have several factors that affect image quality during printing flow, including: 1) the amount of ink placed on the media per pixel location, 2) the speed at which the ink is placed, and 3) the number of passes required to complete the image to complete. Providing various print modes to allow for placement of ink drops in multiple tapes can aid in hiding nozzle defects. Various print modes are also used depending on the media type.

Für einen erhöhten Durchsatz auf einfachen Papiermedien wird ein Einfachdurchlauf-Modus-Betrieb verwendet. Eine Verwendung dieses Modus auf gewissen anderen Arten von Papiermedien, z. B. beschichtetem Papier, führt zu aus den Tintentropfen resultierenden Punkten, die zu groß sind. Bei einem Einfachdurchlaufmodus werden bei einem Durchlauf des Druckkopfs über das Band Tintentropfen auf alle Pixel platziert, auf die Tinte bei dem Band aufgebracht werden soll. Dann wird das Medium in die Position für das nächste Band vorgeschoben. Bei einem Zweifachdurchlauf-Druckmodus wird eine Hälfte der zur Tintenaufbringung zur Verfügung stehenden Pixel an den Pixelzeilen, die das Band bilden, bei jedem von zwei Durchläufen des Druckkopfs über das Band aufgebracht. Deshalb werden zwei Durchläufe benötigt, um die Tintenaufbringung für dieses Band abzuschließen. Desgleichen ist ein Vierfachdurchlaufmodus ein Verfahren zum Platzieren von Tintentropfen auf Pixel, bei dem bei jedem von vier Durchläufen des Druckkopfs über das Band ein Viertel der Pixel, auf die für das Band Tinte aufgebracht werden soll, aufgebracht wird. Ferner ist ein Achtfachdurchlaufmodus ein Verfahren zum Aufbringen von Tinte auf Pixel, bei dem bei jedem von acht Durchläufen des Druckkopfs über das Band ein Achtel der Pixel, auf die für das Band Tinte aufgebracht werden soll, aufgebracht wird. Ein Mehrfachdurchlauf-Thermotintenstrahldrucken wird beispielsweise in den gemeinschaftlich übertragenen U.S.-Patentschriften 4,963,882 und 4,965,593 beschrieben. Allgemein ist es wünschenswert, zum Abschließen des Bilderzeugungsvorgangs die minimale Anzahl von Durchläufen für jedes Band zu verwenden, um den Druckerdurchsatz zu maximieren und unerwünschte sichtbare Druckartefakte zu verringern.For increased throughput on plain paper media, single pass mode operation is used. Using this mode on certain other types of paper media, such as paper. Coated paper, results in dots resulting from the ink drops that are too large. In a single pass mode, as the printhead passes across the belt, ink drops are placed on all pixels to which ink is to be applied to the belt. Then the medium is advanced to the position for the next tape. In a two-pass print mode, one-half of the ink-available pixels on the pixel lines making up the tape are applied over the tape on each of two passes of the printhead. Therefore, two passes are needed to complete the ink application for this tape. Similarly, a four-pass mode is a method of placing ink droplets on pixels, wherein on each of four passes of the printhead across the tape, one quarter of the pixels to which ink is to be applied to the tape is applied. Further, an eight-pass mode is an ink-to-pixel method in which one-eighth of the pixels to which ink is to be applied to the tape is applied on each of eight passes of the printhead across the tape. For example, multi-pass thermal ink-jet printing is communicated in the shared U.S. Patents 4,963,882 and 4,965,593 described. Generally, to complete the imaging process, it is desirable to use the minimum number of passes for each tape to maximize printer throughput and reduce unwanted visible printing artifacts.

Bezüglich eines Erzeugens eines Bildes auf einem Medium ist die Farbe einer Region des Bildes auf die Quantität jeder der verschiedenen Farben bezogen, die zum Erzeugen des Bildes in dem Bereich verwendet werden. In einer kleinen Region des erzeugten Bildes, die eine relativ geringe Anzahl von Pixeln umfasst, hängt die von dieser Region wahrgenommene Farbe von der relativen Quantität der verschiedenen Farben von auf die Pixel aufgebrachten Tintentropfen ab. Man betrachte die Bildung einer neutralen grauen Farbe in der Region durch die Aufbringung vorbestimmter Quantitäten an cyanfarbener Tinte, gelber Tinte und magentafarbener Tinte. In dem L*a*b*-Farbraum befindet sich die Neutrale-Graue-Farbe-Region an dem Schnittpunkt der a*- und der b*-Achse entlang der L*-Achse. Bei den richtigen Quantitäten jeder der auf die Region ausgestoßenen cyanfarbenen Tinte, der gelben Tinte und der magentafarbenen Tinte liegt die resultierende Farbe der Region bei dem Neutrales-Grau-Punkt (dem Schnittpunkt der a*-Achse und der b*-Achse), wie beabsichtigt ist.Regarding one Creating an image on a medium is the color of a region of the picture on the quantity each of the different colors related to the image be used in the field. In a small region of the produced Picture that includes a relatively small number of pixels depends on the color perceived by this region from the relative quantity of the different Colors of ink drops applied to the pixels. Consider the formation of a neutral gray color in the region by the Application of predetermined quantities of cyan ink, yellow ink and magenta ink. Located in the L * a * b * color space the neutral gray color region at the intersection of the a * and the b * -axis along the L * -axis. With the right quantities everyone the one expelled from the region cyan ink, yellow ink and magenta ink the resulting color of the region is at the neutral gray point (the intersection of the a * -axis and the b * -axis), as intended is.

Allgemein verändert sich die Quantität von aus einer Druckkopfdüse ausgestoßenen Tintentropfen, wenn sich die Temperatur der Struktur, die die der Düse zugeordnete Tintenausstoßkammer umgibt, verändert. Allgemein erhöht sich die Masse an ausgestoßenen Tintentropfen, wenn sich die Temperatur der die Tintenausstoßkammer umgebenden Struktur erhöht. Die zugrunde liegenden physikalischen Effekte, die dazu tendieren, die Masse ausgestoßener Tintentropfen zu erhöhen, beinhalten Veränderungen der Oberflächenspannung der Tinte, Veränderungen der Tintenviskosität und Änderungen der zur Blasenkeimbildung zur Verfügung stehenden Energie. Zur Bildung der zuvor erwähnten Neutrales-Grau-Region arbeitet jeder der Cyan-, Magenta- und Gelb-Druckköpfe bei oder nahe einer nominellen Betriebstemperatur, so dass, wenn Steuersignale, die einen Ausstoß der Tintenmengen, die notwendig sind, um in der Region eine neutrale graue Farbe zu bilden, bewirken sollen, an die jeweiligen Druckköpfe geliefert werden, die jeweiligen Druckköpfe die Tintenmengen tatsächlich auf die Pixel ausstoßen, die notwendig sind, um eine neutrale Graue-Farbe-Region zu bilden.Generally changed the quantity from a printhead nozzle expelled Ink drops when the temperature of the structure, which is the Nozzle assigned Ink ejection chamber surrounds, changes. Generally increased the mass is ejected Ink drops when the temperature of the ink ejection chamber increased surrounding structure. The underlying physical effects that tend to the mass expelled To increase ink drops, involve changes the surface tension the ink, changes the ink viscosity and changes of for blister nucleation available standing energy. Everyone works to form the aforementioned neutral gray region cyan, magenta and yellow printheads or near a nominal operating temperature such that when control signals, the an output of Amounts of ink that are necessary to neutralize in the region to form gray color, to be delivered to the respective printheads are the respective printheads the ink quantities actually emit on the pixels, necessary to form a neutral gray color region.

Die Geschwindigkeit, mit der Signale an Widerstände geliefert werden, die den Tintenausstoßkammern zugeordnet sind, beeinflusst die Temperatur des Substrats des Druckkopfs. Für einen Druckkopf, bei dem kein Versuch unternommen wird, die Temperatur des Substrats zu stabilisieren, kann sich die Temperatur des Substrats während der Verwendung des Druckkopfs beträchtlich verändern, je nach Änderungen der Abfeuerungsfrequenz der Düsen über die Zeit hinweg. In einer bestimmten Region des Druckkopfs kann ein örtlich beschränktes Erwärmen des Substrats ausgehend von Abfeuerungsdüsen mit einer größeren Frequenz erfolgen. Der Effekt der örtlich begrenzten Erwärmung kann aufgrund des größeren Wärmewiderstands über das Substrat der größeren Druckköpfe hinweg im Vergleich zu kleineren Druckköpfen bei größeren Druckköpfen leichter erfolgen als bei kleineren Druckköpfen. Falls bezüglich dieser Temperaturänderungen nicht zumindest eine gewisse Kompensation erfolgt, kann eine wahrnehmbare Verschlechterung der Druckqualität resultieren.The Speed at which signals are delivered to resistors that cause the Ink ejection chambers are assigned, affects the temperature of the substrate of the printhead. For one Printhead where no attempt is made to temperature stabilize the substrate, the temperature of the substrate while Change the use of the printhead considerably, depending on changes the firing frequency of the nozzles over the Time away. In a certain region of the printhead, a localized heating of the Substrate from firing nozzles with a larger frequency respectively. The effect of the local limited warming can because of the greater thermal resistance over the Substrate of the larger print heads compared to smaller print heads easier on larger printheads done as with smaller print heads. If concerning this temperature changes not at least some compensation, can be a perceptible Deterioration of print quality result.

Man betrachte den Umstand, bei dem die Betriebstemperatur des Magenta-Druckkopfs über die nominelle Betriebstemperatur hinaus ansteigt. Dies kann beispielsweise aufgrund einer erhöhten Abfeuerungsfrequenz des Magenta-Druckkopfs erfolgen. Infolge des Temperaturanstiegs der Tintenausstoßkammern in dem Magenta-Druckkopf erhöht sich die Masse eines aus Düsen in dem Magenta-Druckkopf ausgestoßenen Magenta-Tintentropfens über die Masse hinaus, die notwendig ist (in Kombination mit den aus dem Gelb-Druckkopf und dem Cyan-Druckkopf ausgestoßenen Tintentropfen), um die neutrale graue Farbe der Region zu erzeugen. Infolge der aufgebrachten übermäßigen Menge an magentafarbener Tinte verschiebt sich der Farbton der erzeugten Region zu dem Magenta-Farbton hin. Auf ähnliche Weise können Schwankungen der ausgestoßenen Masse an Tintentropfen unerwünschte Verschiebungen der Farbintensität und der Luminanz von Regionen bewirken. Außerdem betrachte man ein Bild, das scharfe Ränder umfasst. Die Zunahme der Masse an ausgestoßenen Tintentropfen kann die Schärfe der Ränder verringern, wenn das Bild auf Papier erzeugt ist.Consider the fact that the operating temperature of the magenta printhead over the nominal operating temperature increases. This can be done, for example, due to an increased firing frequency of the magenta printhead. As a result of the temperature rise of the ink ejection chambers in the magenta printhead, the mass of a magenta ink drop ejected from nozzles in the magenta printhead increases beyond the mass necessary (in combination with those ejected from the yellow printhead and the cyan printhead Ink drops) to create the neutral gray color of the region. Due to the applied excessive amount of magenta ink, the hue of the generated region shifts toward the magenta hue. Similarly, fluctuations in the ejected mass of ink drops can cause undesirable shifts in color intensity and luminance of regions. Also, look at a picture that includes sharp edges. The increase in the mass of ejected ink drops can reduce the sharpness of the edges when the image is formed on paper.

Es werden eine Vielzahl von Techniken verwendet, um die Änderung der ausgestoßenen Tintenquantität mit der Temperatur zu kompensieren. Eine Art und Weise, die Änderung der ausgestoßenen Tintenquantität mit der Temperatur zu kompensieren, besteht darin, eine oder mehrere Heizvorrichtungen zu liefern, um das Substrat zu erwärmen. Ein Erwärmen des Substrats verringert den Umfang der Temperaturänderung, die der Druckkopf erfährt, wenn sich die Abfeuerungsfrequenz der Düsen ändert. Die Temperatur des Substrats wird gemessen und mit einem Zielwert verglichen. Je nach der Temperaturdifferenz zwischen der gemessenen Substrattemperatur und der Zielsubstrattemperatur wird die an die Substratheizvorrichtung gelieferte Leistung verändert (wobei die Erwärmung, die ausgehend von Abfeuerungsdüsen auftritt, berücksichtigt wird), um den Betrag der Differenz zu verringern. Weitere Informationen über diese Technik finden sich in den U.S.-Patentschriften Nrn. 5,736,995 und 5,673,069 , die beide an die Firma Hewlett-Packard übertragen sind.A variety of techniques are used to compensate for the change in ejected ink quantity with temperature. One way to compensate for the change in ejected ink quantity with temperature is to provide one or more heaters to heat the substrate. Heating the substrate reduces the amount of temperature change that the printhead experiences as the firing frequency of the nozzles changes. The temperature of the substrate is measured and compared to a target value. Depending on the temperature difference between the measured substrate temperature and the target substrate temperature, the power delivered to the substrate heater is changed (taking into account the heating that occurs from firing nozzles) to decrease the amount of the difference. More information about this technique can be found in the U.S. Patent Nos. 5,736,995 and 5,673,069 both of which have been transferred to Hewlett-Packard.

Eine weitere Technik, die zum Kompensieren einer temperaturbedingten Änderung der Tintentropfenmasse verwendet wird, besteht darin, die Masse an Tinte, die aus den Düsen ausgestoßen wird, in Abhängigkeit von der Temperatur zu verändern. Bei dieser Technik wird eine Messung der Substrattemperatur verwendet, um die Quantität der aus den Düsen über eine Region ausgestoßenen Tinte in einer Art und Weise anzupassen (z. B. durch eine Temperaturabhängigkeit einer Halbtongebungsoperation), die die Temperaturabhängigkeit bezüglich der Quantität der aus den Düsen ausgestoßenen Tinte ausgleicht. Die Wirksamkeit beider Techniken, um eine temperaturbedingte Änderung der Tintentropfenmasse zu kompensieren, wird durch eine präzise Messung der Temperatur der Temperatur des Substrats verbessert.A Another technique that compensates for a temperature change the ink drop compound is used, is the mass Ink coming out of the nozzles pushed out will, depending to change from the temperature. In this technique, a measurement of the substrate temperature is used about the quantity the one out of the jets over one Region expelled To adjust ink in a manner (eg, by temperature dependence a halftoning operation) showing the temperature dependency in terms of the quantity of from the nozzles expelled Ink compensates. The effectiveness of both techniques to a temperature change Compensating for the ink drop mass is done by a precise measurement the temperature of the temperature of the substrate improved.

Um einen Ausstoß von Tinte aus Düsen in einem Druckkopf zu erzielen, muss während eines begrenzten Zeitintervalls eine Mindestenergiemenge an einen Abfeuerungswiderstand angelegt werden, um Tinte rasch zu verdampfen und Tinte aus einer Düse auszustoßen. Wenn die während des Zeitintervalls an den Abfeuerungswiderstand gelieferte Energie zunimmt, nimmt auch die Quantität an ausgestoßener Tinte zu, bis eine Grenze erreicht ist, jenseits derer das Anlegen zusätzlicher Energie während des Zeitintervalls die Menge ausgestoßener Tinte nicht wesentlich verändert. Die während des begrenzten Zeitintervalls erforderliche Energie hängt von der Temperatur der Struktur ab, die eine der Düse zugeordnete Tintenkammer umgibt. Mit zunehmender Temperatur der umgebenden Struktur nimmt die Energie, die an den Abfeuerungswiderstand angelegt werden muss, um einen Tintenausstoß zu bewirken, ab. Üblicherweise ist die während des Zeitintervalls an den Abfeuerungswiderstand gelieferte Energie etwas höher als die Mindestenergiemenge, die erforderlich ist, um einen Ausstoß der maximalen Tintenmenge zu bewirken. Diese Energiemenge nimmt mit zunehmender Temperatur der die Tintenkammer umgebenden Struktur ab. Aus Gründen der Zuverlässigkeit ist es wünschenswert, die kleinstmögliche Energiemenge an die Abfeuerungswiderstände zu liefern, um einen Ausstoß der maximalen Tintenmenge zu erzielen.Around an ejection of Ink from nozzles To achieve in a printhead must be for a limited time interval a minimum amount of energy applied to a firing resistor to quickly vaporize ink and eject ink from a nozzle. If the while the energy delivered to the firing resistor increases over the time interval, also takes the quantity at the outcast Ink until a limit is reached, beyond which the mooring additional Energy during of the time interval, the amount of ejected ink is not essential changed. The while The energy required by the limited time interval depends on the temperature of the structure, which is an ink chamber associated with the nozzle surrounds. As the temperature of the surrounding structure increases the energy that needs to be applied to the firing resistor to eject ink cause, off. Usually is the while of the time interval supplied to the firing resistor energy a little bit higher as the minimum amount of energy that is required to output the maximum Effect of ink. This amount of energy increases with increasing Temperature of the structure surrounding the ink chamber. Because of reliability it is desirable the smallest possible To supply energy to the firing resistors to achieve the maximum output To achieve ink quantity.

Eine Art und Weise, die an die Abfeuerungswiderstände gelieferte Energiemenge zu steuern, erfolgt durch eine Anpassung der Pulsbreite des angelegten Treibersignals als Funktion der gemessenen Temperatur des Substrats. Um die an die Abfeuerungswiderstände gelieferte Energie präzise nahe des Idealpegels einzustellen, ist eine präzise Messung der Temperatur des Substrats in der Region in der Nähe der Düsen, für die die Energie geliefert wird, hilfreich. Dies kann zu einer schwierigeren Aufgabe werden, wenn aufgrund der physischen Größe des Substrats beträchtliche Temperaturunterschiede zwischen verschiedenen Regionen auf dem Substrat festgestellt werden können. Dies kann der Fall sein, wenn der Druckkopf mehrere Regionen umfasst, von denen jede eine Mehrzahl von Düsen und zugeordnete Abfeuerungswiderstände aufweist.A Way, the amount of energy delivered to the firing resistors is controlled by adjusting the pulse width of the applied Driver signal as a function of the measured temperature of the substrate. To the firing resistors delivered energy precisely Setting near the ideal level is a precise measurement of the temperature of the substrate in the region near the nozzles for which the energy is delivered, helpful. This can become a more difficult task if due to the physical size of the substrate considerable Temperature differences detected between different regions on the substrate can be. This may be the case if the printhead includes multiple regions, each having a plurality of nozzles and associated firing resistors.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung, eines Farbtintenstrahldruckers 100, gezeigt, die bzw. der ein Ausführungsbeispiel des Temperaturmesssystems umfasst. Der Farbtintenstrahldrucker 100 umfasst eine Abdeckung 102, ein Medieneingangsfach 104 zum Halten von Medien 106, die bei einem Bilderzeugungsvorgang verwendet werden sollen, ein Medienausgangsfach 108 zum Aufnehmen der Einheiten von Medien 106, auf denen Bilder erzeugt wurden, Farbtintenkassetten 110 (einschließlich einer Cyan-Kassette 110a, einer Magenta(M)-Kassette 110b, einer Gelb(Y)-Kassette 110c und einer Schwarz(K)-Kassette 110d) und einen Bewegungswagen 112 zum Gleiten entlang einer Gleitstange 114, während Farbmittel aus einer oder mehreren der Farbkassetten 110 auf Pixel platziert wird. Bei dem Farbtintenstrahldrucker 100 umfasst das in den Farbkassetten 110 gespeicherte Farbmittel Tinte. Druckköpfe, die in einer Cyan-Kassette 110a, einer Magenta(M)-Kassette 110b, einer Gelb(Y)-Kassette 110c und einer Schwarz(K)-Kassette 110d enthalten sind, implementieren Teile des Temperaturmesssystems.In 1 is an embodiment of an image forming apparatus, a color ink jet printer 100 , which comprises an embodiment of the temperature measuring system. The color inkjet printer 100 includes a cover 102 , a media input tray 104 to hold media 106 to be used in an image forming process, a media output tray 108 to record the units of media 106 . on which images were produced, color ink cartridges 110 (including a cyan cassette 110a , a magenta (M) cassette 110b , a yellow (Y) cassette 110c and a black (K) cassette 110d ) and a motor car 112 to slide along a slide bar 114 while colorant from one or more of the color cassettes 110 is placed on pixels. In the color inkjet printer 100 includes this in the color cassettes 110 Stored colorant ink. Printheads in a cyan cassette 110a , a magenta (M) cassette 110b , a yellow (Y) cassette 110c and a black (K) cassette 110d are included, implement parts of the temperature measuring system.

In 2 ist eine Blockdiagrammdarstellung eines zum Erzeugen von Bildern auf Medien 106 verwendeten Systems gezeigt. Das System umfasst einen Computer 200. Der Computer 200 kann ein Anwendungsprogramm ausführen, um Daten zu erzeugen, die einem auf einem Monitor 202 (z. B. einer CRT (cathode ray tube, Kathodenstrahlröhre)) angezeigten Bild entsprechen, oder um die Daten, die dem Bild entsprechen, aus einer Speicherungsvorrichtung, die in dem Computer 200 enthalten ist, durch das Anwendungsprogramm wiederzugewinnen. Üblicherweise zeigt der Monitor 202 ein Bild unter Verwendung eines RGB-Farbraums und 24 Bits (8 Bits für jede Primärfarbe) an, um den Farbwert für jedes Monitorpixel festzulegen. Ein Ausführungsbeispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung, ein Tintenstrahldrucker 204 ist mit dem Computer 200 gekoppelt.In 2 Figure 4 is a block diagram illustration of one for creating images on media 106 used system. The system includes a computer 200 , The computer 200 can run an application program to generate data that is on a monitor 202 (e.g., a CRT (cathode ray tube)) displayed image, or the data corresponding to the image from a storage device included in the computer 200 is included by the application program to regain. Usually, the monitor shows 202 an image using an RGB color space and 24 bits (8 bits for each primary color) to set the color value for each monitor pixel. An embodiment of an image forming apparatus, an inkjet printer 204 is with the computer 200 coupled.

Der Drucker 204 kann den Farbtintenstrahldrucker 100 oder andere Arten von Tintenstrahlbilderzeugungsvorrichtungen umfassen. der Drucker 204 umfasst die Fähigkeit, unter Verwendung eines Satzes von Farbmitteln (z. B. Tinte oder Toner), die einen Farbraum (z. B. Cyan, Magenta und Gelb und optional Schwarz) bilden, Farbbilder auf einem Medium 106 zu erzeugen. Der Drucker 204 kann dahin gehend konfigu riert sein, Bilder bei 300 dpi, 600 dpi, 1.200 dpi oder bei anderen Auflösungen zu erzeugen. Ein Druckertreiberprogramm, das in dem Computer 200 ablaufen kann, wandelt die (dem Bild entsprechenden) Daten, die von dem Anwendungsprogramm empfangen werden, in eine Form um, die durch den Drucker 204 nutzbar ist, z. B. eine Seitenbeschreibungssprache-Datei (PDL-Datei, PDL = page description language). Die PDL-Datei kann beispielsweise eine Datei umfassen, die in dem PCL-3- oder PCL-5-Format von HEWLETT-PACKARD definiert ist.The printer 204 Can the color inkjet printer 100 or other types of inkjet imaging devices. the printer 204 includes the ability to form color images on a medium using a set of colorants (eg, ink or toner) that form a color space (eg, cyan, magenta, and yellow and optionally black) 106 to create. The printer 204 may be configured to produce images at 300 dpi, 600 dpi, 1200 dpi or other resolutions. A printer driver program that is in the computer 200 , converts the data (corresponding to the image) received by the application program into a form that is passed through the printer 204 is usable, for. For example, a page description language (PDL) file. For example, the PDL file may include a file defined in the HEWLETT-PACKARD PCL-3 or PCL-5 format.

Der Drucker 204 bereitet die PDL-Datei auf, um Pixeldaten zu erzeugen, die einen Farbwert für jedes Pixel jeder der Farbebenen, die das Bild erzeugen, umfassen. Beispielsweise kann ein Ausführungsbeispiel des Druckers 204 Farbwerte für Pixel erzeugen, die die Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-Farbebenen bilden. Die Farbwerte für jedes der Pixel in den Farbebenen können beispielsweise zwischen 0 und 255 liegen. Ein Halbtongebungsvorgang kann an den Farbwerten der Farbebenen durchgeführt werden, um Halbtondaten für das Bild zu erzeugen. Die Halbtondaten umfassen binäre Daten, die für jedes der Pixel in jeder der Farbebenen festlegen, ob ein Farbmittel für diese Farbebene auf das Pixel platziert wird. Alternativ dazu kann das Bild unter Verwendung der Farbwerte für jedes der Pixel in jeder der Farbebenen ohne eine Halbtongebung erzeugt werden. Bei dieser Alternative ist die Menge an Farbmittel, das auf das Pixel platziert wird, direkt auf den Farbwert für das Pixel bezogen. Bei einer Tintenstrahlbilderzeugungsvorrichtung wird die Menge des Farbmittels durch die Anzahl von Tintentropfen einer spezifischen Farbe gesteuert, die auf die Region des Mediums, die dem Pixel entspricht, platziert werden. In dem Drucker 204 ist ein Ausführungsbeispiel eines Bilderzeugungsmechanismus, eines Bilderzeugungsmechanismus 206, enthalten. Der Bilderzeugungsmechanismus 206 umfasst die Hardware, die notwendig ist, um Farbmittel auf ein Medium 106 zu platzieren.The printer 204 prepares the PDL file to generate pixel data that includes a color value for each pixel of each of the color planes that form the image. For example, an embodiment of the printer 204 Create color values for pixels that form the cyan, magenta, yellow, and black color planes. For example, the color values for each of the pixels in the color planes may be between 0 and 255. A halftoning process may be performed on the color values of the color planes to produce halftone data for the image. The halftone data comprises binary data defining for each of the pixels in each of the color planes whether a colorant for that color plane is placed on the pixel. Alternatively, the image may be generated using the color values for each of the pixels in each of the color planes without halftoning. In this alternative, the amount of colorant placed on the pixel is directly related to the color value for the pixel. In an ink-jet image forming apparatus, the amount of colorant is controlled by the number of ink drops of a specific color placed on the region of the medium corresponding to the pixel. In the printer 204 is an embodiment of an image forming mechanism, an image forming mechanism 206 , contain. The imaging mechanism 206 Includes the hardware necessary to apply colorant to a medium 106 to place.

Ein Ausführungsbeispiel einer Steuerung, beispielsweise einer Steuerung 208, das bzw. die mit dem Bilderzeugungsmechanismus 206 gekoppelt ist, steuert die Platzierung von Farbmittel auf ein Medium 106 anhand des Bilderzeugungsmechanismus 206, der die Halbtondaten oder Farbwerte für die Pixel, die jede der Farbebene bilden, nutzt. Die Ausgabe aus der Druckertreibersoftware, die in dem Computer 200 abläuft, wird durch eine Schnittstelle 210 an die Steuerung 208 geleitet. Die Steuerung 208 umfasst die Fähigkeit, die von dem Computer 200 empfangene PDL-Datei aufzubereiten, um Pixeldaten für jedes der Pixel, die das Bild bilden, zu erzeugen. Die Steuerung 208 umfasst ein Ausführungsbeispiel einer Verarbeitungsvorrichtung, z. B. eines Prozessors 212, die bzw. der dahin gehend konfiguriert ist, Firmware oder Software auszuführen, oder einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC – application specific integrated circuit) zum Steuern der Platzierung von Farbmittel auf ein Medium 106 mittels des Bilderzeugungsmechanismus 206. Außerdem umfasst die Steuerung 208 ein Ausführungsbeispiel einer Speichervorrichtung, z. B. eines Speichers 214 zum Speichern von Halbtondaten oder Farbwerten für das Bild bildenden Pixel. Der Prozessor 212 umfasst ferner eine Konfiguration, einen Code zum Durchführen eines Ausführungsbeispiels des Temperaturmesssystems auszuführen.An embodiment of a controller, such as a controller 208 that with the imaging mechanism 206 coupled, controls the placement of colorant on a medium 106 using the imaging mechanism 206 which uses the contone data or color values for the pixels forming each color plane. The output from the printer driver software included in the computer 200 expires, is through an interface 210 to the controller 208 directed. The control 208 includes the ability of the computer 200 to prepare the received PDL file to generate pixel data for each of the pixels forming the image. The control 208 includes an embodiment of a processing device, e.g. B. a processor 212 configured to execute firmware or software, or an application specific integrated circuit (ASIC) for controlling the placement of colorant on a medium 106 by means of the imaging mechanism 206 , In addition, the controller includes 208 an embodiment of a storage device, for. B. a memory 214 for storing halftone data or color values for the image forming pixel. The processor 212 further comprises a configuration to execute a code for performing an embodiment of the temperature measuring system.

Der Bilderzeugungsmechanismus 206 umfasst eine oder mehrere Tintenkassetten, für die eine Tintenkassette 216 beispielhaft ist, die bewegbar an einem Wagen angebracht ist bzw. sind, dessen Position durch einen Riemen, der durch einen Schrittmotor getrieben wird, präzise gesteuert wird. Eine Tintenkassettentreiberschaltung, die mit der Steuerung und den Tintenkassetten gekoppelt ist, feuert Düsen an Druckköpfen, für die ein Druckkopf 218 beispielhaft ist und die in den Tintenkassetten enthalten sind, auf der Basis von Signalen, die von der Steuerung empfangen werden, ab, um gemäß den Halbtondaten oder Farbwerten für die Pixel, die jede der Farbebenen bilden, Farbmittel auf das Medium 106 zu platzieren. Die in diesen Tintenkassetten enthaltenen Druckköpfe umfassen eine Hardware, die einem Ausführungsbeispiel des an späterer Stelle in der vorliegenden Spezifikation beschriebenen Temperaturmesssystems zugeordnet ist. Weitere Einzelheiten bezüglich Ausführungsbeispielen von Bilderzeugungsmechanismen, die bei Farbtintenstrahldruckern verwendet werden, finden sich in der U.S.-Patentschrift Nr. 6,082,854 mit dem Titel MODULAR INK-JET HARD COPY APPARATUS AND METHODOLOGY, die Axtell u. a. erteilt und an die Hewlett-Packard Company übertragen wurde, und in der U.S.-Patentschrift Nr. 5,399,039 mit dem Titel INK-JET PRINTER WITH PRECISE PRINT ZONE MEDIA CONTROL, die Giles u. a. erteilt und an die Hewlett-Packard Company übertragen wurde.The imaging mechanism 206 includes one or more ink cartridges for which an ink cartridge 216 is exemplified, which is movably mounted on a carriage, whose position by a belt, by a Schrittmo driven, is precisely controlled. An ink cartridge driver circuit coupled to the controller and the ink cartridges fires nozzles on printheads for which a printhead 218 by way of example and contained in the ink cartridges based on signals received from the controller, to colorant the medium according to the halftone data or color values for the pixels forming each of the color planes 106 to place. The printheads included in these ink cartridges include hardware associated with an embodiment of the temperature measurement system described later in the present specification. Further details regarding embodiments of imaging mechanisms used in color inkjet printers can be found in US Pat U.S. Patent No. 6,082,854 entitled MODULAR INK-JET HARD COPY APPARATUS AND METHODOLOGY, issued to Axtell et al. and assigned to the Hewlett-Packard Company, and in the U.S. Patent No. 5,399,039 entitled INK-JET PRINTER WITH PRECISE PRINT ZONE MEDIA CONTROL, granted to Giles et al., and assigned to the Hewlett-Packard Company.

In 3 ist ein schematisches Diagramm, auf hoher Ebene, eines Ausführungsbeispiels des Temperaturmesssystems gezeigt, das an einem Ausführungsbeispiel eines Druckkopfs implementiert ist. Der Druckkopf ist auf einem Substrat 300 gebildet. Obwohl dies in 3 der Deutlichkeit der Veranschaulichung halber nicht gezeigt ist, umfasst das Substrat 300 die Strukturen eines typischen Druckkopfs wie z. B. Tintenzufuhrschlitze, Tintenausstoßkammern, Abfeuerungswiderstände usw. Regionen 302, 304, 306 und 308 umfassen jeweils ein Array von Düsen und zugeordneten Abfeuerungswiderständen zum Ausstoßen von Tinte. Widerstandsbehaftete Elemente 310, 312, 314 und 316 sind aus einem Material mit einem bekannten Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands gebildet. Die widerstandsbehafteten Elemente 310, 312, 314 und 316 sind so angeordnet, dass sie jeweils die Temperatur der lokalen Region des Substrats 300, auf der sie platziert sind, annehmen. Ausführungsbeispiele von Leistungsquellen, z. B. Stromquellen 318, 320, 322 und 324, sind dahin gehend konfiguriert, elektrischen Strom an die widerstandsbehafteten Elemente 310, 312, 314 und 316 zu liefern. Jede der Stromquellen 318, 320, 322 und 324 liefert einen im Wesentlichen konstanten und bekannten Strom an die widerstandsbehafteten Elemente 310, 312, 314 bzw. 316, wenn Leistung an dieselben angelegt wird. Die aus dem Anlegen von Strom an jedes der widerstandsbehafteten Elemente 310, 312, 314 und 316 resultierende Spannung ändert sich gemäß temperaturbedingten Änderungen des Widerstands, wodurch Signale geliefert werden, die mit der Temperatur der Regionen in Beziehung stehen. Stromquellen 318, 320, 322 und 324 sind durch Verbindungsbahnen, für die eine Bahn 326 repräsentativ ist, mit den widerstandsbehafteten Elementen 310, 312, 314 und 316 gekoppelt. Die Bahnen liefern eine elektrische Verbindung zwischen den widerstandsbehafteten Elementen 310, 312, 314 und 316 und den Stromquellen 318, 320, 322 und 324. Außerdem liefern Bahnen eine elektrische Verbindung zwischen einem Analog/Digital-Wandler 328 und den Bahnen, die Strom von den Stromquellen 318, 320, 322 und 324 zu den widerstandsbehafteten Elementen 310, 312, 314 und 316 führen. Wie aus 3 ersichtlich ist, wird bei dieser bestimmten Implementierung eines Druckkopfs eine beträchtliche Bahnlänge verwendet, um jedes der widerstandsbehafteten Elemente 310, 312, 314 und 316 mit seiner entsprechenden Stromquelle zu verbinden.In 3 3 is a high-level schematic diagram of one embodiment of the temperature measurement system implemented on an embodiment of a printhead. The printhead is on a substrate 300 educated. Although this in 3 For clarity, for illustrative purposes, the substrate comprises 300 the structures of a typical printhead such. Ink delivery slots, ink ejection chambers, firing resistors, etc. Regions 302 . 304 . 306 and 308 each include an array of nozzles and associated firing resistors for ejecting ink. Resistive elements 310 . 312 . 314 and 316 are formed of a material with a known temperature coefficient of resistivity. The resistive elements 310 . 312 . 314 and 316 are arranged so that they each have the temperature of the local region of the substrate 300 on which they are placed accept. Embodiments of power sources, eg. B. Power sources 318 . 320 . 322 and 324 , are configured to provide electrical power to the resistive elements 310 . 312 . 314 and 316 to deliver. Each of the power sources 318 . 320 . 322 and 324 provides a substantially constant and known current to the resistive elements 310 . 312 . 314 respectively. 316 when power is applied to them. The result of applying power to each of the resistive elements 310 . 312 . 314 and 316 resulting voltage changes according to temperature-related changes in the resistance, providing signals related to the temperature of the regions. power sources 318 . 320 . 322 and 324 are by connecting tracks, for which a train 326 is representative of the resistive elements 310 . 312 . 314 and 316 coupled. The webs provide an electrical connection between the resistive elements 310 . 312 . 314 and 316 and the power sources 318 . 320 . 322 and 324 , In addition, webs provide an electrical connection between an analog-to-digital converter 328 and the tracks, the electricity from the power sources 318 . 320 . 322 and 324 to the resistive elements 310 . 312 . 314 and 316 to lead. How out 3 As can be seen, in this particular implementation of a printhead, a significant track length is used to drive each of the resistive elements 310 . 312 . 314 and 316 to connect with its corresponding power source.

Ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung, z. B. Analog/Digital-Wandler 328, umfasst 4 Kanäle, die jeweils einen Spannungswert empfangen, der auf die über die widerstandsbehafteten Elemente 310, 312, 314 und 316 angelegte Spannung, die sich aus dem Stromfluss ergibt, bezogen ist. Der Analog/Digital-Wandler 328 wandelt jede der Spannungen, die er empfängt, in entsprechende digitale Werte um. Man sollte sich darüber im Klaren sein, dass andere Ausführungsbeispiele von Leistungsquellen und Messvorrichtungen verwendet werden könnten, um die digitalen Werte zu erzeugen. Beispielsweise könnten Ausführungsbeispiele der Leistungsquelle Spannungsquellen umfassen, um durch die Verbindungsbahnen im Wesentlichen konstante Spannungen an die widerstandsbehafteten Elemente 310, 312, 314 und 316 zu liefern. Ferner könnte ein Ausführungsbeispiel der Messvorrichtung (z. B. ein Strom-zu-Spannung-Wandler) eine Strommessvorrichtung umfassen, die Spannungswerte liefern würde, die Strömen entsprechen, die von den Spannungsquellen an die widerstandsbehafteten Elemente 310, 312, 314 und 316 geliefert werden. Dann würden digitale Werte ausgehend von diesen Spannungswerten ermittelt. Diese digitalen Werte werden durch ein Ausführungsbeispiel einer Verarbeitungsvorrichtung, Prozessor 330, empfangen. Der Prozessor 330 wandelt, entweder durch Verwendung von Nachschlagtabellen oder rechnerisch, die von dem Analog/Digital-Wandler 328 empfangenen digitalen Werte in digitale Werte um, die mit Temperaturen des Substrats 300 in der Nähe der Regionen 302, 304, 306 und 308 in Beziehung stehen. Das Anlegen von Abfeuerungspulsen an die Abfeuerungswiderstände bewirkt eine Veränderung des Widerstands bei denjenigen widerstandsbehafteten Elementen 310, 312, 314 und 316, an die Abfeuerungspulse angelegt wurden. Da der durch die entsprechenden der Stromquellen 318, 320, 322 und 324 gelieferte Strom während des Anlegens im Wesentlichen konstant bleibt, bewirkt die temperaturbedingte Widerstandsänderung, die sich aus dem Anlegen von Abfeuerungspulsen ergibt, eine Veränderung der Spannung, die sich aus dem Anlegen der Stromquellen über die Bahnen und widerstandsbehafteten Elemente ergibt. Die digitalen Werte werden dazu verwendet, die absolute Temperatur zu bestimmen. Indem die digitalen Werte verglichen werden, nachdem Pulse an die Abfeuerungswiderstände angelegt werden, und bevor Pulse an die Abfeuerungswiderstände angelegt werden, kann eine Messung der Temperaturänderung von Regionen des Substrats 300 ermittelt werden. Unter Verwendung dieser auf die Temperatur bezogenen digitalen Werte betreibt der Prozessor 330 ein Ausführungsbeispiel eines Temperaturkompensationssystems. Ein Ausführungsbeispiel des Temperaturkompensationssystems kann die Pulsbreite der an die Abfeuerungswiderstände angelegten Treibersignale anpassen, so dass die Temperatur des Substrats 300 im Wesentlichen bei einer gewünschten Temperatur gesteuert wird. Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Temperaturkompensationssystems kann dazu verwendet werden, widerstandsbehaftete Heizelemente, die mit dem Substrat 300 thermisch gekoppelt sind, zu steuern, so dass die Temperatur des Substrats 300 im Wesentlichen bei einer gewünschten Temperatur gesteuert wird. Ein wieder anderes Ausführungsbeispiel des Temperaturkompensationssystems kann dazu verwendet werden, eine Tintenmenge, die auf eine Region aufgebracht wird, ansprechend auf die gemessene Temperatur zu steuern. Außerdem könnten andere Ausführungsbeispiele des Temperaturkompensationssystems implementiert werden, die eine Steuerung von mehreren der zuvor erwähnten Leistungsfähigkeitsaspekte kombinieren.An embodiment of a measuring device, for. B. analog / digital converter 328 , Includes 4 channels, each receiving a voltage value that is applied to the over resistive elements 310 . 312 . 314 and 316 applied voltage resulting from the flow of current is related. The A / D converter 328 converts each of the voltages it receives into corresponding digital values. It should be understood that other embodiments of power sources and measuring devices could be used to generate the digital values. For example, embodiments of the power source could include voltage sources to provide substantially constant voltages across the resistive elements to the resistive elements 310 . 312 . 314 and 316 to deliver. Further, an embodiment of the measuring device (eg, a current-to-voltage converter) could include a current measuring device that would provide voltage values corresponding to currents flowing from the voltage sources to the resistive elements 310 . 312 . 314 and 316 to be delivered. Then digital values would be determined from these voltage values. These digital values are determined by an embodiment of a processing device, processor 330 , received. The processor 330 converts, either by using lookup tables or computationally, that of the analog to digital converter 328 received digital values into digital values that match the temperatures of the substrate 300 near the regions 302 . 304 . 306 and 308 in relationship. The application of firing pulses to the firing resistors causes a change in the resistance of those resistive elements 310 . 312 . 314 and 316 to which firing pulses have been applied. As by the corresponding of the power sources 318 . 320 . 322 and 324 supplied current remains substantially constant during application, the temperature-induced resistance change resulting from the application of firing powder results in a change in the voltage resulting from the application of the current sources across the tracks and resistive elements. The digital values are used to determine the absolute temperature. By comparing the digital values, after applying pulses to the firing resistors, and before applying pulses to the firing resistors, a measurement of the temperature change of regions of the substrate 300 be determined. Using these temperature related digital values, the processor operates 330 an embodiment of a temperature compensation system. An embodiment of the temperature compensation system may adjust the pulse width of the drive signals applied to the firing resistors such that the temperature of the substrate 300 is controlled substantially at a desired temperature. Another embodiment of the temperature compensation system may be used to provide resistive heating elements associated with the substrate 300 thermally coupled, to control, so that the temperature of the substrate 300 is controlled substantially at a desired temperature. Yet another embodiment of the temperature compensation system may be used to control an amount of ink applied to a region in response to the measured temperature. In addition, other embodiments of the temperature compensation system could be implemented that combine control of several of the aforementioned performance aspects.

Wie zuvor erwähnt wurde, könnten die widerstandsbehafteten Elemente 310, 312, 314 und 316 aus einem Material gebildet sein, das einen bekannten und vorbestimmten spezifischen Widerstand und Temperaturkoeffizienten eines Widerstands aufweist, z. B. aus Aluminium oder einer Tantal/Aluminium-Legierung. Außerdem sind die Stromquellen 318, 320, 322 und 324 dahin gehend konfiguriert, einen bekannten Strombetrag zu liefern. Dadurch, dass man weiß, wie sich der Widerstand mit der Temperatur und dem Betrag des an die widerstandsbehafteten Elemente 310, 312, 314 und 316 gelieferten Stroms verändert, kann eine Messung der Spannungen dazu verwendet werden, Änderungen der Temperatur in den Regionen des Substrats 300 zu schätzen. Üblicherweise ist das Material, das zum Bilden der Bahnen, die den Strom an die widerstandsbehafteten Elemente 310, 312, 314 und 316 führen, verwendet wird, ähnlich dem Material, das die widerstandsbehafteten Elemente 310, 312, 314 und 316 bildet. Räumliche Beschränkungen bezüglich des Substrats 300 und Anordnungsüberlegungen für die widerstandsbehafteten Elemente 310, 312, 314 und 316 und die Bahnen, die sie mit den Stromquellen 318, 320, 322 und 324 koppeln, führen dazu, dass die an den Analog/Digital-Wandler 328 gelieferten analogen Spannungen eine Fehlerkomponente umfassen, die den temperaturbedingten Änderungen des Widerstands der Bahnen entsprechen. Um die Wirksamkeit des Temperaturkompensationssystems, das die den gemessenen Spannungen entsprechenden digitalen Werte nutzt, zu verbessern, verringert ein Ausführungsbeispiel des Temperaturmesssystems den Beitrag der Bahnen zu den gemessenen temperaturbedingten Änderungen der Spannungswerte.As previously mentioned, the resistive elements could 310 . 312 . 314 and 316 be formed of a material having a known and predetermined resistivity and temperature coefficient of resistance, for. As aluminum or a tantalum / aluminum alloy. In addition, the power sources 318 . 320 . 322 and 324 configured to provide a known amount of power. By knowing how the resistance varies with the temperature and the amount of the resistive elements 310 . 312 . 314 and 316 As the current supplied changes, a measurement of the voltages can be used to change the temperature in the regions of the substrate 300 appreciate. Usually, the material used to form the webs, which is the current to the resistive elements 310 . 312 . 314 and 316 lead, is used, similar to the material containing the resistive elements 310 . 312 . 314 and 316 forms. Spatial restrictions on the substrate 300 and placement considerations for the resistive elements 310 . 312 . 314 and 316 and the tracks that they use with the power sources 318 . 320 . 322 and 324 pairing, that lead to the analog / digital converter 328 supplied analog voltages comprise an error component corresponding to the temperature-related changes in the resistance of the webs. In order to improve the effectiveness of the temperature compensation system utilizing the digital values corresponding to the measured voltages, an embodiment of the temperature measurement system reduces the contribution of the traces to the measured temperature changes in the voltage values.

In 4 ist ein schematisches Diagramm gezeigt, das einem Abschnitt 332 der 3 entspricht. Widerstandsbehaftete Elemente 310 und 312 werden unter Verwendung einer serpentinenartigen Führung der Bahnen in der Region, die dem widerstandsbehafteten Element entspricht, implementiert, um den Anteil der temperaturbedingten Gesamtwiderstandsänderung (ausgehend von der Bahn und dem serpentinenartig geführten widerstandsbehafteten Element), der dem serpentinenartig geführten widerstandsbehafteten Element entspricht, zu erhöhen. Die Erhöhung des Anteils der temperaturbedingten Widerstandsänderung, der dem widerstandsbehafteten Element entspricht, wird bewerkstelligt, indem die dem widerstandsbehafteten Element zugeordnete Weglänge erhöht wird. Man sollte erkennen, dass andere Möglichkeiten, den Anteil der temperaturbedingten Widerstandsänderung des widerstandsbehafteten Elements einzeln oder in Kombination mit einer Erhöhung der Weglänge verwendet werden könnten. Beispielsweise könnte durch ein Verringern der Breite des dem widerstandsbehafteten Element zugeordneten Wegs der Anteil der temperaturbedingten Widerstandsänderung, der dem widerstandsbehafteten Element entspricht, erhöht werden. Oder der Anteil des temperaturbedingten Widerstands der Bahn könnte verringert werden (wodurch der Anteil der temperaturbedingten Widerstandsänderung, der dem widerstandsbehafteten Element entspricht, erhöht wird), indem die Breite der Bahn erhöht, die Länge der Bahn verringert oder die Bahn durch Regionen geleitet wird, die physisch auf dem Substrat 300 von den Abfeuerungswiderständen fern sind. Durch Erhöhen des Anteils der temperaturbedingten Gesamtwiderstandsänderung, der auf das widerstandsbehaftete Element zurückzuführen ist, wird der Fehler, den die Bahn zu dem Spannungswert beiträgt, verringert. Man sollte erkennen, dass andere Anordnungen von widerstandsbehafteten Elementen verwendet werden könnten, um eine serpentinenartige Form zu erhalten. Beispielsweise könnte das widerstandsbehaftete Element so strukturiert sein, dass das serpentinenartige Muster durch ein von einer Seite zur anderen verlaufendes Muster oder ein diagonales Muster gebildet werden könnte, statt dass dem serpentinenartigen Weg in einem von oben nach unten verlaufenden Muster gefolgt wird, wie in 4 gezeigt ist.In 4 is a schematic diagram shown that a section 332 of the 3 equivalent. Resistive elements 310 and 312 are implemented using serpentine routing of the tracks in the region corresponding to the resistive element to increase the proportion of total temperature resistance change (starting from the track and the serpentine resistive element) corresponding to the serpentine guided resistive element. The increase in the rate of temperature change in resistance corresponding to the resistive element is accomplished by increasing the path length associated with the resistive element. It should be appreciated that other possibilities, such as the rate of change in resistance of the resistive element due to temperature, could be used individually or in combination with increasing the path length. For example, by decreasing the width of the resistive element associated path, the rate of temperature change in resistance corresponding to the resistive element could be increased. Or, the portion of the temperature resistance of the web could be reduced (thereby increasing the rate of change in resistance associated with the resistive element) by increasing the width of the web, reducing the length of the web, or passing the web through regions physically on the substrate 300 are away from the firing resistors. By increasing the portion of the temperature-related total resistance change due to the resistive element, the error that the web contributes to the voltage value is reduced. It should be appreciated that other arrangements of resistive elements could be used to obtain a serpentine shape. For example, the resistive element could be patterned such that the serpentine pattern could be formed by a side-to-side pattern or a diagonal pattern rather than following the serpentine path in a top-to-bottom pattern, as in FIG 4 is shown.

Eine andere Art und Weise, den Anteil der temperaturbedingten Gesamtwiderstandsänderung, der den widerstandsbehafteten Elementen entspricht, zu erhöhen (oder äquivalent dazu den Anteil der temperaturbedingten Gesamtwiderstandsänderung, der den Bahnen entspricht, zu verringern), beinhaltet die Verwendung von Materialien, die für die widerstandsbehafteten Elemente und die Bahnen einen unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten von spezifischen Widerständen aufweisen. Es gibt mehrere Möglichkeiten, dies zu bewerkstelligen. Eine erste Möglichkeit beinhaltet eine Verwendung eines Materials, das einen niedrigen Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands aufweist, für die Bahn 326 relativ zu dem für das widerstandsbehaftete Element verwendeten Material. Ein derartiger Materialsatz, der verwendet werden könnte, ist eine Tantal/Aluminium-Legierung für die Bahnen und Aluminium für die widerstandsbehafteten Elemente. Eine Tantal/Aluminium-Legierung weist einen Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands auf, der beträchtlich geringer ist als der von Aluminium. Bei Aluminium und einer bestimmten Tantal/Aluminium-Legierung beträgt das Verhältnis des Aluminium-TCR (TCR = temperature coefficient of resistivity, Temperaturkoeffizient des spezifischen Widerstands) zu dem TCR der Tantal/Aluminium-Legierung etwa 37. Man sollte erkennen, dass andere Materialsätze, die die gewünschte Beziehung des Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands aufweisen, für die Bahn und das widerstandsbehaftete Element verwendet werden könnten, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Die Verwendung verschiedener Materialien für die Bahn und das widerstandsbehaftete Element ist in 4 veranschaulicht, indem für die Bahn 326 eine gestrichelte Linie und für die Teile des widerstandsbehafteten Elements 310 und des widerstandsbehafteten Elements 312, die in 4 gezeigt sind, eine durchgezogene Linie verwendet wird. Eine Verwendung von Materialien, die diese Beziehung zwischen dem Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands für das Bahnmaterial und das Material der widerstandsbehafteten Elemente aufweisen, bewirkt, dass ein größerer Anteil der temperaturbedingten Gesamtwiderstandsänderung durch das widerstandsbehaftete Element beigetragen wird. Da außerdem der spezifische Widerstand von Aluminium geringer ist als der der Tantal/Aluminium-Legierung, ermöglicht ein Steuern der Geometrie der Bahn und des widerstandsbehafteten Elements, dass dem widerstandsbehafteten Element ein noch größerer Prozentsatz der temperaturbedingten Gesamtwiderstandsänderung zugeordnet ist. Bezüglich Aluminium und einer bestimmten Tantal/Aluminium-Legierung beträgt das Verhältnis des spezifischen Widerstands von Aluminium zu dem spezifischen Widerstand der Tantal/Aluminium-Legierung etwa 1/500. Die Querschnittsfläche und die Länge (beispielsweise durch eine effiziente Bahnführung) der Bahn würde gesteuert werden, um den Widerstand der Bahn zu verringern. Die Querschnittsfläche und Länge (indem beispielsweise einem serpentinenartigen Weg gefolgt wird) des widerstandsbehafteten Elements würde dahin gehend gesteuert, den Widerstand des widerstandsbehafteten Elements zu erhöhen.Another way to increase the proportion of total temperature change in resistance associated with the resistive elements (or equivalently to reduce the amount of total temperature change in resistance corresponding to the traces) involves the use of materials suitable for the resistive elements and the tracks have a different temperature coefficient of resistivity. There are several ways to accomplish this. A first option involves using a material having a low temperature coefficient of resistivity for the web 326 relative to the material used for the resistive element. One such set of materials that could be used is a tantalum / aluminum alloy for the tracks and aluminum for the resistive elements. A tantalum / aluminum alloy has a temperature coefficient of resistivity that is considerably less than that of aluminum. For aluminum and a particular tantalum / aluminum alloy, the ratio of the aluminum TCR (TCR) to the TCR of the tantalum / aluminum alloy is about 37. It should be appreciated that other sets of materials, which have the desired relationship of the temperature coefficient of resistivity for which the web and the resistive element could be used to achieve the desired effect. The use of various materials for the web and the resistive element is disclosed in U.S. Pat 4 illustrated by the train 326 a dashed line and for the parts of the resistive element 310 and the resistive element 312 , in the 4 are shown, a solid line is used. Use of materials having this relationship between the temperature coefficient of resistivity for the web material and the material of the resistive elements causes a greater proportion of the temperature-related total resistance change to be contributed by the resistive element. In addition, since the resistivity of aluminum is less than that of the tantalum / aluminum alloy, controlling the geometry of the web and the resistive element allows the resistive element to be associated with an even greater percentage of the temperature-related total resistance change. With respect to aluminum and a particular tantalum / aluminum alloy, the ratio of the resistivity of aluminum to the resistivity of the tantalum / aluminum alloy is about 1/500. The cross-sectional area and length (for example, by efficient web guiding) of the web would be controlled to reduce the resistance of the web. The cross-sectional area and length (eg, following a serpentine path) of the resistive element would be controlled to increase the resistance of the resistive element.

Eine zweite Möglichkeit beinhaltet ein Bilden der Bahn aus zwei Materialien, die Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands aufweisen, so dass sich der Widerstand für die zwei Materialien entgegengesetzt ändert. Durch eine Verwendung von zwei Materialien, die Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands mit entgegengesetzten Vorzeichen aufweisen, könnte der Betrag der temperaturbedingten Änderung des spezifischen Widerstands verringert werden. Man sollte betonen, dass es, um einen Nutzen aus einer Verwendung von Materialien zu ziehen, die Koeffizienten des spezifischen Widerstands mit entgegengesetzten Vorzeichen aufweisen, nicht notwendig ist, dass die durch die Materialien bewirkten temperaturbedingten Widerstandsänderungen aufgehoben werden. Es ist vorteilhaft, die den Bahnen entsprechende temperaturbedingte Widerstandsänderung lediglich zu verringern (statt sie zu eliminieren).A second option involves forming the web from two materials, the temperature coefficients have the resistivity, so that the resistance for the reversing two materials in opposite directions. By a use of two materials, the temperature coefficient of the specific Could have resistance with opposite signs, the Amount of temperature change of the resistivity can be reduced. One should emphasize that it is to take advantage of a use of materials too draw the coefficients of resistivity with opposite signs it is not necessary that they be caused by the materials temperature-related resistance changes To get picked up. It is advantageous to match the tracks temperature-induced resistance change merely to reduce (rather than eliminate).

In 5A ist eine Möglichkeit gezeigt, die Verwendung von zwei Materialien, die Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands mit entgegengesetzten Vorzeichen aufweisen, für die Bahn 400 zu implementieren. Die unterschiedlichen Materialien werden in abwechselnden, in Reihe geschalteten Segmenten der Bahn 400 verwendet. Es würden abwechselnde Segmente mit einer solchen Länge verwendet, dass das erste und das zweite Material über die gesamte Länge der Bahn im Wesentlichen derselben durchschnittlichen Temperatur unterworfen sind. Ein erster Abschnitt 402 der Bahn 400 ist aus einem ersten Material, z. B. Wolfram/Silizium/Nitrid (WSiN), das einen negativen Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands aufweist, gebildet. Ein zweiter Abschnitt 404 der Bahn 400 ist aus einem zweiten Material, z. B. Polysilizium, das einen positiven Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands aufweist, gebildet. Der Anteil der Gesamtlänge der Bahn, der jedem der zwei Materialien zugewiesen ist, könnte dahin gehend angepasst werden, die temperaturbedingte Widerstandsänderung der gesamten Bahn zu verringern. Wenn beispielsweise das erste Material einen negativen Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands eines geringeren Betrags aufwiese als der positive Temperaturkoeffizient des spezifischen Widerstands des zweiten Materials, würde eine längere Gesamtlänge des ersten Materials verwendet werden, so dass eine temperaturbedingte Gesamtwiderstandsänderung der Bahn verringert würde oder so ausgewählt würde, dass sie im Wesentlichen gleich null ist. Die abwechselnden Segmente des ersten Materials und des zweiten Materials würden eine Länge und Breite aufweisen, die dahin gehend ausgewählt ist, Paare zu bilden, die zumindest teilweise ausgleichende temperaturbedingte Widerstandsänderungen liefern. Die relative Länge von Segmenten des ersten Materials und des zweiten Materials einer gegebenen Breite, die ein Segmentpaar bilden würden, könnte ermittelt werden, indem ein Betrag der Widerstandsänderungen, für eine gegebene Temperaturänderung, jedes der ein Segmentpaar bildenden Segmente gleichgesetzt würde. Eine temperaturbedingte Erhöhung des Widerstands (die eine Erhöhung des Spannungsabfalls ausgehend von dem im Wesentlichen konstanten Strom bewirkt) in einem aus dem ersten Material gebildeten Segment würde durch eine temperaturbedingte Verringerung des Widerstands (die eine Verringerung des Spannungsabfalls ausgehend von demselben im Wesentlichen konstanten Strom bewirkt) in dem aus dem zweiten Material gebildeten benachbarten Segment zumindest teilweise ausgeglichen.In 5A a way is shown for the web of using two materials having temperature coefficients of resistivity of opposite sign 400 to implement. The different materials are used in alternating, serially connected segments of the web 400 used. Alternate segments of such a length would be used that the first and second materials are subjected to substantially the same average temperature over the entire length of the web. A first section 402 the train 400 is made of a first material, for. As tungsten / silicon / nitride (WSiN), which has a negative temperature coefficient of resistivity formed. A second section 404 the train 400 is made of a second material, for. For example, polysilicon having a positive temperature coefficient of resistivity is formed. The proportion of the total length of the web assigned to each of the two materials could be adjusted to reduce the temperature-induced change in resistance of the entire web. For example, if the first material had a negative temperature coefficient of resistivity of a smaller amount than the positive temperature coefficient of resistivity of the second material, a longer total length of the first material would be used so that a temperature-induced total resistance change of the web would be reduced or so selected, that it is essentially zero. The alternating segments of the first material and the second material would have a length and width which is selected to form pairs that provide at least partially compensating temperature changes in resistance. The relative lengths of segments of the first material and the second material of a given width which would form a segment pair could be determined by equating an amount of resistance changes, for a given temperature change, of each segment forming a segment pair. A temperature-induced increase in the resistance (which causes an increase in the voltage drop from the substantially constant current) in a segment formed from the first material would be due to a temperature-induced reduction of the resistance (which causes a decrease in the voltage drop from the same substantially constant current) at least partially balanced in the adjacent segment formed from the second material.

In 5B ist eine weitere mögliche Implementierung unter Verwendung des ersten Materials und des zweiten Materials gezeigt. Bei der Implementierung der 5B wird das erste Material in einem ersten Segment 500 parallel zu dem zweiten Material in einem zweiten Segment 502 verwendet. Die jeweilige Breite des ersten Segments 500 und des zweiten Segments 502 würde dahin gehend ausgewählt, Unterschiede bezüglich der Beträge der Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands zu berücksichtigen, so dass der Betrag der temperaturbedingten Widerstandsänderung der aus einem parallelen Kombinieren des ersten Segments 500 und des zweiten Segments 502 resultierenden Bahn über einen Temperaturbereich hinweg insgesamt verringert wird. Obwohl die Konfiguration der 5B temperaturbedingte Widerstandsänderungen der Bahn eventuell nicht so effektiv reduziert wie die in 5A gezeigte, kann sie trotzdem dahin gehend entworfen sein, eine vorteilhafte Verringerung des Betrags der temperaturbedingten Widerstandsänderung der Bahn über einen Temperaturbereich hinweg zu liefern. Man betrachte den Fall, bei dem das erste Material einem Material entspricht, das einen negativen Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands aufweist, und das zweite Material einem Material entspricht, das einen positiven Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands aufweist. Außerdem sind die Breite des ersten Segments 500 und die Breite des zweiten Segments 502 so ausgewählt, dass der Widerstand dieser Bahnen von einem Ende zum anderen bei einer festgelegten Temperatur (beispielsweise einer nominellen Betriebstemperatur des Substrats 300) im Wesentlichen gleich ist. Falls die Durchschnittstemperatur über die Länge der Kombination des ersten Segments 500 und des zweiten Segments 502 hinweg steigen würde, würde der Widerstand des ersten Segments 500 sinken, würde der Widerstand des zweiten Segments 502 zunehmen und würde der gelieferte Strom so aufgeteilt werden, dass mehr Strom durch das erste Segment 500 und weniger durch das zweite Segment 502 fließt. Dies würde die Spannungserhöhung, die auftreten würde, wenn sich der durch das zweite Segment 502 fließende Strom nicht geändert hätte, zumindest teilweise ausgleichen. Wenn die Durchschnittstemperatur über die Länge der Kombination des ersten Segments 500 und des zweiten Segments 502 hinweg sinken würde, nähme der Widerstand des ersten Segments 500 zu, nähme der Widerstand des zweiten Segments 502 ab, und würde der gelieferte Strom so aufgeteilt werden, dass mehr Strom durch das zweite Segment 502 und weniger durch das erste Segment 500 fließt. Dies würde die Spannungsverringerung, die auftreten würde, wenn der gesamte Strom gezwungen würde, durch das erste Segment 500 zu fließen, zumindest teilweise ausgleichen. Man sollte erkennen, dass, obwohl das erste Segment 500 und das zweite Segment 502 als in derselben Ebene nebeneinander platziert gezeigt sind, sie so auf dem Substrat 300 hergestellt werden könnten, dass sie aufeinander liegen.In 5B another possible implementation using the first material and the second material is shown. In the implementation of the 5B becomes the first material in a first segment 500 parallel to the second material in a second segment 502 used. The width of the first segment 500 and the second segment 502 would be selected to account for differences in the magnitude of the resistivity temperature coefficients, such that the amount of temperature-induced resistance change would be that resulting from parallel combining of the first segment 500 and the second segment 502 resulting web over a temperature range is reduced overall. Although the configuration of the 5B temperature induced changes in the resistance of the web may not be as effective as those in 5A nevertheless, it may be designed to provide a beneficial reduction in the amount of temperature change in resistance of the web over a range of temperatures. Consider the case where the first material corresponds to a material having a negative temperature coefficient of resistivity and the second material corresponds to a material having a positive temperature coefficient of resistivity. In addition, the width of the first segment 500 and the width of the second segment 502 selected so that the resistance of these tracks from one end to the other at a fixed temperature (for example, a nominal operating temperature of the substrate 300 ) is substantially the same. If the average temperature over the length of the combination of the first segment 500 and the second segment 502 would rise, the resistance of the first segment would increase 500 decrease, the resistance of the second segment would 502 increase and the delivered electricity would be split up so that more electricity passes through the first segment 500 and less through the second segment 502 flows. This would be the voltage increase that would occur when passing through the second segment 502 flowing electricity would not have changed, at least partially offset. If the average temperature over the length of the combination of the first segment 500 and the second segment 502 would decrease, take the resistance of the first segment 500 too, take the resistance of the second segment 502 off, and would the delivered electricity be split up so that more current flows through the second segment 502 and less through the first segment 500 flows. This would be the voltage reduction that would occur if the entire current were forced through the first segment 500 to flow, at least partially offset. You should realize that, although the first segment 500 and the second segment 502 shown as being placed in the same plane next to each other, so on the substrate 300 could be made that they lie on top of each other.

Claims (4)

Eine Vorrichtung zum Bestimmen der Temperatur eines Druckkopfsubstrats, die folgende Merkmale umfasst: ein Substrat (300); ein widerstandsbehaftetes Element (310), das auf eine erste Region des Substrats (300) aufgebracht ist und aus einem ersten Material (402, 500) gebildet ist, das einen ersten Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands aufweist; und dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar von Bahnen (326), die über das widerstandsbehaftete Element (310) hinweg gekoppelt sind, wobei jede Bahn aus einer Mehrzahl von Abschnitten eines zweiten Materials (404, 502), das einen zweiten Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands aufweist, und aus einer zweiten Mehrzahl von Abschnitten eines dritten Materials, das einen dritten Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands aufweist, gebildet ist.An apparatus for determining the temperature of a printhead substrate, comprising: a substrate ( 300 ); a resistive element ( 310 ) projecting onto a first region of the substrate ( 300 ) is applied and from a first material ( 402 . 500 ) having a first temperature coefficient of resistivity; and characterized in that a pair of tracks ( 326 ) passing through the resistive element ( 310 ), each track being made up of a plurality of sections of a second material ( 404 . 502 ) having a second temperature coefficient of resistivity and formed of a second plurality of portions of a third material having a third temperature coefficient of resistivity. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der: ein Betrag eines Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands des Paares von Bahnen (326) einen Wert umfasst, der geringer als ein Betrag des zweiten Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands und geringer als ein Betrag des dritten Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands ist; und die erste Mehrzahl von Abschnitten eine Reihenschaltung mit der zweiten Mehrzahl von Abschnitten bildet, wobei sich manche der ersten Mehrzahl von Abschnitten mit manchen der zweiten Mehrzahl von Abschnitten in der Reihenschaltung abwechseln.The device of claim 1, wherein: an amount of a temperature coefficient of resistivity of said pair of lanes ( 326 ) has a value less than an amount of the second temperature coefficient of resistivity and less than an amount of the third temperature coefficient of resistivity; and the first plurality of sections form a series connection with the second plurality of sections, wherein some of the first plurality of sections alternate with some of the second plurality of sections in the series circuit. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der: ein Betrag eines Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands des Paares von Bahnen (326) einen Wert umfasst, der geringer als ein Betrag des zweiten Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands und geringer als ein Betrag des dritten Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands ist; und jeder der ersten Mehrzahl von Abschnitten mit einem entsprechenden der zweiten Mehrzahl von Abschnitten parallelgeschaltet ist, wodurch eine Mehrzahl von Abschnittspaaren gebildet wird, wobei die Mehrzahl von Abschnittspaaren in Reihe geschaltet sind.The device of claim 1, wherein: an amount of a temperature coefficient of resistivity of said pair of lanes ( 326 ) has a value less than an amount of the second temperature coefficient of resistivity and less than an amount of the third temperature coefficient of resistivity; and each of the first plurality of sections is connected in parallel with a corresponding one of the second plurality of sections, thereby forming a plurality of section pairs, wherein the plurality of section pairs are connected in series. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der: das zweite Material (404, 502) Polysilizium umfasst; das dritte Material WSiN umfasst; und die erste Mehrzahl von Abschnitten eine Reihenschaltung mit der zweiten Mehrzahl von Abschnitten bildet, wobei sich manche der ersten Mehrzahl von Abschnitten mit manchen der zweiten Mehrzahl von Abschnitten in der Reihenschaltung abwechseln.The device of claim 1, wherein: the second material ( 404 . 502 ) Polysilicon; the third material WSiN comprises; and the first plurality of sections form a series connection with the second plurality of sections, wherein some of the first plurality of sections alternate with some of the second plurality of sections in the series circuit.
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